Почему два атома углерода могут иметь разную массу?

Опорная карта

Учебная модель · частицы и расстояния не в масштабе

Ситуация и вопрос

На двух карточках стоит C. Одна подписана «6 протонов, 6 нейтронов», другая — «6 протонов, 7 нейтронов». Означает ли одинаковая буква одинаковую массу?

Новые слова без пропусков

Изотопы — атомы одного элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов. Массовое число — сумма протонов и нейтронов отдельного атома; его не следует путать со средней атомной массой из таблицы. Для углерода с 6 протонами и 6 нейтронами массовое число 12, с 7 нейтронами — 13. Электроны не входят в массовое число. У некоторых изотопов ядро нестабильно; радиоактивность нельзя определять по одной букве C.

Предскажите

Предскажите массовое число для атома с 8 протонами и 10 нейтронами. Если у другого атома 8 протонов и 8 нейтронов, это новый элемент или другой изотоп?

Исследуйте или разберите данные

Рассортируйте бумажные записи: P — 6p, 6n; Q — 6p, 7n; R — 8p, 8n; S — 8p, 10n. Для каждой запишите атомный номер и массовое число. Это счёт по данным, не опыт с изотопами; никакие образцы искать или трогать не нужно.

Разобранный пример

P и Q относятся к углероду, но их массовые числа 12 и 13. R и S — кислород с массовыми числами 16 и 18. Между P и Q элемент тот же, потому что 6 протонов сохраняются; между Q и R меняется число протонов, значит меняется элемент.

Где легко ошибиться

Ошибка: считать среднюю атомную массу в периодической таблице массовым числом каждого атома. Средняя учитывает доли изотопов в заданном природном образце и может быть нецелой. Число нейтронов не определяет химический знак.

Перенос в новый случай

Представьте два нейтральных атома с 1 протоном: один без нейтрона, другой с нейтроном. Запишите элемент и массовые числа. Можно ли по этому счёту определить их распространённость в природе?

Ответ и проверка памяти

Проверка: оба — изотопы водорода с массовыми числами 1 и 2. Для распространённости нужны измерения состава образцов. По памяти составьте таблицу «протоны → элемент; протоны + нейтроны → массовое число» и решите новый пример.

Проверка знаний

1. Каковы массовые числа 6p+6n и 6p+7n?
2. Меняется ли элемент?

Ответы: 12 и 13; нет, оба углерод.

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Что находится внутри атома?

Всякое ли вещество состоит из молекул?